(57)【要約】【課題】  小型化および流量特性の向上した急速開放調圧弁と、それを用いる消火装置、高圧ガスボンベ装置および流体の急速供給装置を提供する。【解決手段】  急速開放調圧弁の組み立てに際して、本体１に対して弁体部材本体２２を挿入し、弁体２１を、入口ノズル部１１の入口１１ａから挿入し、弁体部本体２２の下端に挿着する。弁体２１と弁体部材本体２２との固定は、たとえば、弁体２１の内周面と、これに対応する弁体部材本体２２の下端外周面とに、螺子を切り、弁体部本体２２の下端を弁体２１にねじ込んで固定する。このように、本体１に弁座１３を設け、弁体部材本体２２を本体１の上端側から、弁体２１を本体１の入口１１ａから挿入し、弁座１３を挟み込むようにこれらを装着することができるので、従来のような中胴が不要となり、部材点数を減らして急速開放調圧弁を小型化することができる。【選択図】      図１
2006189163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って変位可能に構成される弁体部材と、
高圧ガスボンベに挿入され、ガスの入口が形成されたボンベ挿入部が一体的に形成された本体と、を備える急速開放調圧弁であって、
前記ボンベ挿入部の機械的強度を上昇させる挿入部補強手段を備え、
前記ボンベ挿入部は、ボンベ内に収容される収容部分とボンベ外に露出する露出部分とを含み、
前記挿入部補強手段は、収容部分と露出部分との境界の軸線方向両側間にわたって設けられる補強手段本体部と、
前記境界よりも軸線方向一方側に設けられ、補強手段本体部に軸線方向一方側への駆動力を与えるためのねじ機構部と、
前記境界よりも軸線方向他方側に設けられ、補強手段本体部が軸線方向一方側へ螺進することを阻止する螺進阻止部とを有し、ボンベ挿入部を圧縮状態にすることによって、前記境界付近を含む部位を補強し、
前記補強手段本体部は、円筒状に形成され、
前記螺進阻止部は、補強手段本体部に一体に形成され、半径方向外方に突出してボンベ挿入部に係止され、
前記ねじ機構部は、ボンベ挿入部の内周部に一体に形成される内ねじ部分と、補強手段本体部の外周部に一体に形成され、前記内ねじ部分に螺合される外ねじ部分とを有することを特徴とする急速開放調圧弁。
【請求項２】
消火用の不活性ガスを貯留する不活性ガスボンベと、
請求項１に記載された急速開放調圧弁であって、前記本体の前記入口が、不活性ガスボンベに装着される急速開放調圧弁と、
急速開放調圧弁の出口からの不活性ガスを、消火区画に導くラインとを含むことを特徴とする消火装置。
【請求項３】
高圧ガスボンベに、
請求項１に記載された急速開放調圧弁の前記本体の前記入口が装着されることを特徴とする高圧ガスボンベ装置。
【請求項４】
流体を供給する流体源と、
請求項１に記載された急速開放調圧弁であって、前記本体の前記入口が、流体源に設けられる急速開放調圧弁とを含むことを特徴とする流体の急速供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速開放できると共に二次側の最高圧力を制限する必要のあるたとえば高圧消火用不活性ガスボンベ等に装着される急速開放調圧弁と、それを用いる消火装置、高圧ガスボンベ装置および流体の急速供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばＣＯ２消火装置に用いられるＣＯ２ボンベ付き弁としては、起動用高圧ガスを導入することによって急速開放できる形式のものが一般的に採用されているが、この種の弁では出口側の圧力を制限することはできない。一方、減圧機構を備えた弁としては、ハンドルを回して開閉する形式の種々の減圧弁付きボンベバルブが提案されている。しかし、このような弁は急速開放できるようになっていない。
【０００３】
これに対し、本件発明者らは、特許文献１に示すような急速開放調圧弁を開発した。しかし、このような急速開放調圧弁においては、弁本体が複数の部材からなり小型化が困難であること、流量特性が良くないことなどの問題がある。
【０００４】
急速開放調圧弁の本体を複数の部材とする必要があるのは、次のような理由による。図１２〜図１４は、従来の急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。まず、中胴２１０に弁体部材２２２を上端から挿入し、中胴２１０から突出した弁体部材２２２の下端に弁体２２１を挿着する。さらに移動バネ受け２０７およびバネ２０４を中胴２１０に挿入してバネ受け２０３を固定する。次に、これらを本体２０１にねじ込んで固定する。
【０００５】
弁体２２１が開放弁として働くためには、弁体２２１は、中胴２１０の弁座２１３より大きい必要があるので、弁体部材２０２は、弁体部材本体２２２と弁体２２１とに分けて、弁座２１３を挟み込むようにして組み立てなければならない。このとき、弁体２２１の大きさと、本体２０１の入口ノズル部２１１との関係から、弁座２１３を有する中胴２１０が必要となる。
【０００６】
図１５は、図１４のＢ１−Ｂ２断面を示す図である。弁開放時には、弁体部材２０２が紙面に垂直で手前から奥への方向に摺動する。このとき、流体は、紙面奥から手前に進み、複数の流体導出口２１２ｂによって導かれ、流体導出溝２１２ｃを介して出口２１２ａに導いている。中胴２１０を本体２０１にねじ込んで固定する場合、流体導出口２１２ｂがいつも同じ方向に固定されるとは限らない。流体導出口２１２ｂと出口２１２ａとの位置が大きくずれている場合と、一致している場合とでは出口２１２ａにおける流量が異なるので、流量のばらつきが発生し、流量特性に影響する。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３９３８３（図７〜図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術に於ける上記問題を解決し、小型化および流量特性の向上した急速開放調圧弁と、それを用いる消火装置、高圧ガスボンベ装置および流体の急速供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、軸線に沿って変位可能に構成される弁体部材と、
高圧ガスボンベに挿入され、ガスの入口が形成されたボンベ挿入部が一体的に形成された本体と、を備える急速開放調圧弁であって、
前記ボンベ挿入部の機械的強度を上昇させる挿入部補強手段を備え、
前記ボンベ挿入部は、ボンベ内に収容される収容部分とボンベ外に露出する露出部分とを含み、
前記挿入部補強手段は、収容部分と露出部分との境界の軸線方向両側間にわたって設けられる補強手段本体部と、
前記境界よりも軸線方向一方側に設けられ、補強手段本体部に軸線方向一方側への駆動力を与えるためのねじ機構部と、
前記境界よりも軸線方向他方側に設けられ、補強手段本体部が軸線方向一方側へ螺進することを阻止する螺進阻止部とを有し、ボンベ挿入部を圧縮状態にすることによって、前記境界付近を含む部位を補強し、
前記補強手段本体部は、円筒状に形成され、
前記螺進阻止部は、補強手段本体部に一体に形成され、半径方向外方に突出してボンベ挿入部に係止され、
前記ねじ機構部は、ボンベ挿入部の内周部に一体に形成される内ねじ部分と、補強手段本体部の外周部に一体に形成され、前記内ねじ部分に螺合される外ねじ部分とを有することを特徴とする急速開放調圧弁である。
【００１０】
また本発明は、消火用の不活性ガスを貯留する不活性ガスボンベと、
上記の急速開放調圧弁であって、前記本体の前記入口が、不活性ガスボンベに装着される急速開放調圧弁と、
急速開放調圧弁の出口からの不活性ガスを、消火区画に導くラインとを含むことを特徴とする消火装置である。
【００１１】
また本発明は、高圧ガスボンベに、
上記の急速開放調圧弁の前記本体の前記入口が装着されることを特徴とする高圧ガスボンベ装置である。
【００１２】
また本発明は、流体を供給する流体源と、
上記の急速開放調圧弁であって、前記本体の前記入口が、流体源に設けられる急速開放調圧弁とを含むことを特徴とする流体の急速供給装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、軸線に沿って変位可能に構成される弁体部材と、高圧ガスボンベに挿入され、ガスの入口が形成されたボンベ挿入部が一体に形成された本体と、を備えており、ボンベ挿入部の機械的強度を上昇させる挿入部補強手段を備えている。特に、挿入部補強手段は、ボンベ内に収容される収容部分とボンベ外に露出する露出部分との境界付近を含む部位を補強する。
【００１４】
ボンベ挿入部の機械的強度が上昇することで、ボンベに挿入された状態での急速開放調圧弁の、特にボンベ挿入部の変形を防止することができる。
【００１５】
また、挿入部補強手段の構造は、境界の軸線方向両側間にわたって設けられる補強手段本体部と、境界よりも軸線方向一方側に設けられ、補強手段本体部に軸線方向一方側への駆動力を与えるためのねじ機構部と、境界よりも軸線方向他方側に設けられ、補強手段本体部が軸線方向一方側へ螺進することを阻止する螺進阻止部とからなる。より具体的には、前記補強手段本体部は、円筒状に形成され、螺進阻止部は、補強手段本体部に一体に形成され、半径方向外方に突出してボンベ挿入部に係止され、ねじ機構部は、ボンベ挿入部の内周部に一体に形成される内ねじ部分と、補強手段本体部の外周部に一体に形成され、前記内ねじ部分に螺合される外ねじ部分とを有する。
【００１６】
挿入部補強手段をボンベ挿入部に螺嵌することで、螺進阻止部による押さえ込む力と、ねじ機構部が引っ張る力とによって、ボンベ挿入部が圧縮された状態となり、ボンベ挿入部の機械的強度を上昇させることができる。さらに、挿入部補強手段に、ボンベ挿入部より高強度の材料を用いることでより強度を上昇させることができる。
【００１７】
また本発明によれば、上記の急速開放調圧弁を用いる消火装置、高圧ガスボンベ装置および流体の急速供給装置が実現されるので、消火用の不活性ガスなどの流体を迅速に供給することができるとともに、その流体の圧力を所定圧力以下に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う急速開放調圧弁とそれを用いる消火装置、高圧ガスボンベ装置および流体の急速供給装置の好適な実施形態について説明する。図１および図２は、本発明を適用した急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【００１９】
本例の急速開放調圧弁は、本体１、弁体部材２、バネ受け３、付勢部材であるバネ４、移動受け部である移動バネ受け７などを含んで構成される。また、弁体部材２は、弁体２１と、弁体部材本体２２とからなる。
【００２０】
組み立て時には、まず、図１に示すように、本体１に対して弁体部材本体２２、バネ４、移動バネ受け７を挿入し、上端部にバネ受け３をねじ込んで固定する。次に、弁体２１を、入口ノズル部１１の入口１１ａから挿入し、図２に示すように、弁体部本体２２の下端に挿着する。弁体２１と弁体部材本体２２との固定は、たとえば、弁体２１の内周面と、これに対応する弁体部材本体２２の下端外周面とに、螺子を切り、弁体部本体２２の下端を弁体２１にねじ込んで固定する。
【００２１】
なお、弁体２１と弁体部材本体２２とは、本体１に弁体部材本体２２を挿入したときに固定し、その後バネ４、移動バネ受け７を挿入して、バネ受け３を固定してもよい。
【００２２】
図１２〜図１４で示したように、従来の急速開放調圧弁は、中胴２１０に弁体２２１と弁体部材本体２２２とを装着した後、中胴２１０を本体２０１に固定しなければならない。これに対して、本例の急速開放調圧弁は、弁体２１を本体１の入口１１ａから挿入することにより、本体と中胴とを別体とすることなく一体化することができる。
【００２３】
図３および図４は、本例の急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
本例の急速開放調圧弁は、本体１、弁体部材２、通路としての横導通穴１４、連絡導通穴１６、導通穴２３、バネ受け３、バネ４、封圧手段として図６Ａに詳細を示す封板機構５、封圧解除手段として図６Ｂに示す弁作動機構６および移動バネ受け７などを備える。
【００２４】
本体１は、流体としてのたとえば高圧窒素の入口１１ａおよび出口１２ａを形成する入口ノズル部１１および出口ノズル部１２、弁座１３などを備えている。入口ノズル部１１の内周面には、たとえば後述する図１１に略図で示すように急速開放調圧弁１０１として高圧の窒素ボンベ１００に装着されるためのねじを備えている。出口ノズル部１２の内周面には、たとえば図１１に示す窒素消火元ライン１０５の管が装着されるためのねじを備えている。本体１には、図示しないが圧力計やボンベ用安全弁の座等を必要に応じて適宜設けることができる。
【００２５】
弁体部材２は、弁体２１と弁体部材本体２２とからなり、弁体２１は弁座１３に接離して開閉される弁体部である。弁体２１は、直接弁座１３と当接する当接部２１ｂと、当接部２１ｂの変形を抑制する補強部であるキャップ２１ａとからなる。弁体部材本体２２は、導通穴２３、閉受圧面２４、開受圧面２５などを備えている。弁体部材２は、弁開閉方向である図において上下の矢印Ｚ１−Ｚ２で示す方向に移動可能に本体１によって案内される。導通穴２３は、一端側および他端側として本例では、上端側から弁体部材２の略中央部の外周部で開口しており、外周部の開口から、連絡導通穴１６、封板５２および横導通穴１４を介して入口１１ａに通じている。閉受圧面２４は、出口１２ａに導通し、弁開放時には、弁閉方向であるＺ方向の圧力を受ける。このため、弁体部材２が本体１によって案内される案内面には、圧力シール用のＯリングが介装されている。開受圧面２５は、矢印Ｚ１方向の端部に形成され、弁開放時には、弁開方向である矢印Ｚ２方向の圧力を受ける。
【００２６】
弁座１３の大きさを変えずに、弁体２１を本体１の入口１１ａから挿入可能とするには、キャップ２１ａを小さくする必要がある。当接部２１ｂは、たとえばテフロン（登録商標）などを用い、弁閉鎖時には、入口圧力によって、弁座１３に圧接されている。入口圧力の大きさによっては、当接部２１ｂが変形し、流体が出口１２ａに漏れ出すおそれがある。したがって、キャップ２１ａは、当接部２１ｂの弁座１３との当接面を除く部分を覆うことで当接部２１ｂが変形しないように補強している。弁座１３への圧接時に当接部２１ｂは、横方向へ変形するため、変形を抑えるには、当接部２１ｂの外周を所定の厚みで覆う必要がある。ここで、所定の厚みは、キャップ２１ａ材料の特性値である引張り強さによって決定される。引張り強さが大きいほどキャップ２１ａの厚みを薄くすることができ、弁体２１を小さくすることができる。また、入口ノズル部１１の壁厚は、入口圧力によって決まり、その結果、入口ノズル部１１の内径も決まる。
【００２７】
入口ノズル部１１の内径に基づいて、引張り強さと、当接部２１ｂの外周を覆うキャップ２１ａの厚みとについて検討を行い、引張り強さが２００Ｎ/ｍｍ２以上の材料であれ
ば、弁体２１が入口１１ａから挿入可能となる大きさまで、当接部２１ｂの外周を覆うキャップ２１ａの厚みを薄くしても、キャップ２１ａは十分な強度を有し、当接部２１ｂの変形を抑制することができることがわかった。したがって、引張り強さが２００Ｎ/ｍｍ
２以上の材料を用い、当接部２１ｂの外周を覆う部分を所定の厚み、たとえば１．５ｍｍ以下とすることで、キャップ２１ａを含めた弁体１を十分に小さくすることができる。キャップ２１ａの材料として、たとえば真鍮およびＳＵＳなどを用いて、弁体２１を入口ノズル部１１の内径より十分小さくすることができる。これにより、上記のような組み立てが可能となり、本体と中胴とを別体とすることなく一体化することができる。
【００２８】
バネ受け３は、本例では本体１の上端部の内側にねじ込まれることによって、これに装着されていて、移動バネ受け７を介してバネ４の反力を支持している。即ち、後述するように封板５２の開封後には、導入された弁入口側の圧力を移動バネ受け７との間の空間部で受け止め、移動バネ受け７に圧力を発生させることにより、移動バネ受け７を介してバネ４の力を支持している。一方開封前には、バネ４がほぼ完全に伸びた状態になるように移動バネ受け７の上端を受け止めている。なお、この場合の移動バネ受け７の上端とバネ受け３の当たり面との間は、多少隙間ができる状態でもよく、反対に多少のバネ力が残る程度に接触していてもよい。
【００２９】
また、弁体部材２が気密状態で摺動可能なように、必要部分がＯリングによってシールされている。バネ４は、移動バネ受け７と弁体部材２のバネ受け部２６との間に介装され、弁体部材２をＺ２方向に付勢している。
【００３０】
移動バネ受け７は、バネ受け３とバネ４との間に介装され、本例では本体１によって開閉方向Ｚ１−Ｚ２に移動可能に案内され、開受圧面２５と同じ圧力を受ける受圧面７ａを備え、Ｚ２の開方向の所定位置である下位置まで移動したときに位置決め部１７で停止され、バネ４に付勢力Ｆを発生させる。即ち、移動バネ受け７はバネ受け３の内側にあって新たに実質的なバネ受けとして作動する。なお、位置決め部１７をねじ込み式にしたり、その上に載せられる厚みの薄い調整部材を準備する方法などにより、位置決め部１７の位置を調整可能にしてもよい。
【００３１】
図５は、図３のＡ１−Ａ２断面を示す図である。弁開放時には、弁体部材２が紙面に垂直で手前から奥への方向に摺動する。このとき、流体は、紙面奥から手前に進み、流体導出口１２ｂによって出口１２ａに導かれ、出口１２ａから弁外部に放出される。図１２に示したように、従来の急速開放調圧弁では、中胴２１０と本体２０１とが別体であるため、中胴２１０に流体導出口２１２ｂを複数設け、各流体導出口２１２ｂによって導かれた流体を、流体導出溝２１２ｃを介して出口２１２ａに導いている。この場合出口２１２ａの流量のばらつきが大きくなる。これに対し、本例の急速開放調圧弁では、中胴と本体とを一体化しているため、流体導出口１２ｂと出口１２ａとがずれることがないので流量のばらつきが無く、良好な流量特性を実現できる。
【００３２】
封圧機構５は、図６Ａに示すように、ねじ付きリング５１、封圧部材としてのたとえば薄肉ステンレス鋼板などでできた封板５２、ねじ付きリング５１で押し付けられることによって封板５２を挟み込むパッキン５３，５４などによって構成されている。また、ねじ付きリング５１の先端部分に流体の送気口５５が設けられている。封板５２は、横導通穴１４と連絡導通穴１６との導通を封鎖することで入口１１ａと導通穴２３との導通を封鎖している。
【００３３】
なお、封圧機構５を構成するノズル部の外側はねじ５６になっている。そのため、図６Ｂに示す、弁作動機構６の内筒６２の先端部分の内側にねじ６２ａが切られていて、これがノズル部のねじ５６に外から螺合するようになっている。
【００３４】
弁作動機構６は、図６Ｂに示すように、作動ガス導入口６１ａが装着された外筒６１、その中に挿入された内筒６２、中央部分に穴が開けられ内筒６２の上端を閉鎖するように内筒６２内にねじ込まれて装着されたカバー６３、内筒６２内に摺動可能に挿入されカバー６３の先端部で反作動方向である上方位置を規制された作動リング６４、これに装着された前記針部材６５および封板５２に対向するように設けられる針部としての前記尖端６５ａ、作動リング６４を反作動方向である上方に付勢するバネ６６、カバー６３の穴に挿入されたリング付きのロット６７、その操作用のキャップ６８、これとカバー６３との間に介装されロッド６７を位置保持する挟み板６９、これを封印しているピン６９ａおよび係止している鎖６９ｂ、これを取り付けているねじ７０などによって構成されている。また、必要位置にシール用のＯリングが設けられている。
【００３５】
このような構造において、作動リング６４は、流体圧力として図１１に示す高圧のＣＯ２起動ガスライン１０４の圧力を受けることにより、尖端６５ａが封板５２を貫通するように、針部材６５を介して尖端６５ａを付勢するピストン状部材に相当する。また、ロッド６７、キャップ６８、挟み板６９などは、作動リング６４を付勢できるように形成された操作部を構成する。
【００３６】
図７は、弁体部材２に掛かる圧力の関係を示し、図７Ａは封板５２が破られた開封後の状態で、図７Ｂは開封前の状態である。封板５２が破られると、本例の急速開放調圧弁では、入口１１ａのガスが順次、横導通穴１４、送気口５５、連絡導通穴１６、導通穴２３を経由して開受圧面２５および移動バネ受け７の受圧面７ａに流れ、図７Ａに示す如くこれらの上に圧力Ｐ１が作用する。これにより、受圧面７ａ側では、この部分の圧力Ｐ１によって移動バネ受け７が押し下げられ、バネ４を圧縮しつつ所定位置Ｌまで下がると本体１の位置決め部１７に当たって停止する。このとき、移動バネ受け７によって圧縮されたバネ４は弁体部材２に開方向のバネ力Ｆを作用させる。
【００３７】
弁体部材２は、圧力調整機能に関連した各部寸法として、弁座１３の寸法としての弁座の当たり部分の中心直径ｄ３、閉受圧面２４の寸法としての外径ｄ５、および開受圧面２５の寸法としての外径ｄ４を有する。これら各部寸法および付勢力としてのバネ力Ｆは、出口１２ａの圧力Ｐ２が所定圧力以下になる関係に定められる。なお、ｄ１およびｄ２は、入口圧力の作用する導通穴２３の直径および出口圧力の作用する弁体部材２の軸部の最小直径で、共に中間的に介在する寸法である。
【００３８】
上記のような関係に構成するためには、Ｐ２が所定圧力以上になると弁が閉鎖するように上記寸法等を定める必要がある。したがって、入口１１ａの圧力をＰ１としてその条件を式にすると、
(π／４)〔Ｐ1ｄ32＋Ｐ2(ｄ52−ｄ22)〕（弁閉鎖力）
≧(π／４)〔Ｐ1(ｄ42−ｄ12)＋Ｐ2(ｄ32−ｄ22）〕＋Ｆ  （弁開放力）
したがって、
(π／４)〔Ｐ1(ｄ32＋ｄ12−ｄ42)＋Ｐ2(ｄ52−ｄ32)〕≧Ｆ          …（１）
【００３９】
この式の左辺は圧力による弁閉鎖力の合計であり、右辺はバネ力による弁開放力である。この式によれば、Ｐ１は一定であり、Ｆはバネ定数が定まると一定伸びにおいては一定の力になるから、ｄ５をｄ３より大きくしておけば、Ｐ２が大きくなると弁閉鎖力が大きくなる。したがって、諸寸法およびＦを上式のような関係に定めると、出口圧力Ｐ２が一定値を越えると圧力による弁閉鎖力がバネ力より大きくなって弁が閉じ、Ｐ２はそれ以上Ｐ１に接近しないので、出口圧力Ｐ２を目的とする一定圧力以下に制限することができる。
【００４０】
ここで、開受圧面２５の面積(π／４)(ｄ42−ｄ12)と、弁座１３に当接する弁体２１の面積(π／４)ｄ32とを等しくすると、上式は、
（π／４）〔Ｐ２（ｄ５２−ｄ３２）〕≧Ｆ                        …（２）
となる。このようにすれば、ｄ５、ｄ３およびＦのみを定めることにより、出口圧力を目的とする所定圧力以下に制限することができる。したがって、弁の設計が容易になる。また、入口圧力に関係なく出口圧力を制限できるので、仮に入口圧力が低下し、何らかの原因で出口圧力が上昇しても、入口側への流体の逆流を防止することができる。さらに、圧力調整に関連する部分が少なくなるため、作動の安定性が高く、確実に出口圧力を制限でき、弁の信頼性が向上する。
【００４１】
また、入口圧力、出口圧力を変更することなく急速開放調圧弁を小型化するためには、ｄ５を小さくして急速開放調圧弁の径を細くするとともに、圧力バランスが変わらないようにｄ５の変化に応じてバネ力Ｆを小さくする。急速開放調圧弁の径を細くすると、入口１１ａから出口１２ａまでの流路が狭くなり、流量特性が低下してしまうことが予想されるが、バネ力Ｆを小さくすることで、弁開放時にバネ力Ｆが弁体部材２に作用するまでの応答時間が短くなるとともに、弁体部材２の開方向への摺動変位量が大きくなる。これにより、流量特性を低下させることなく急速開放調圧弁を小型化することができる。
【００４２】
封板５２が開いていないときには、開受圧部２５には入口圧力Ｐ１がかからず、大気圧の状態になっているから、式（１）によればｄ４＝０の状態になるので、弁閉鎖力は十分大きくなり、弁は確実に閉じた状態を維持する。このときには、出口圧力は当然大気圧になっている。
【００４３】
一方、この状態で封板５２が破られると、式（１）または式（２）において、Ｐ１が大気圧より十分大きいとすればＰ２はほぼ０とみなせるから、開受圧面２５の面積(π／４)(ｄ42−ｄ12)と、弁座１３に当接する弁体２１の面積(π／４)ｄ32とが同じか、または差がそれ程大きくなければ、弁開閉力としては殆どバネ力Ｆだけが作用することになるため、弁は確実に開かれる。そして、出口圧力が所定圧力以上に上昇するまで開いた状態が維持される。この場合、弁を開く力が少しでも大きければ弁は全開状態になるので、開閉機構や圧力調整機構によって流体抵抗が増加するということは全くない。
【００４４】
封板５２の開封前では、Ｐ１の圧力が高く、一方、弁座１３が弁体２１に当接して弁が閉じているため出口１２ａ側の圧力は低い大気圧Ｐ０になっている。その結果、前式（１）にも示すように、圧力Ｐ１による弁閉鎖力がバネによる弁開放力Ｆより充分大きいので、弁を閉じることができる。しかしＰ１が一定の圧力以下になると、弁閉鎖力がバネ力Ｆによる弁解放力より小さくなって弁が開くことがある。
【００４５】
本例の急速開放調圧弁では、図７Ｂに示すように、移動バネ受け７の受圧面７ａに作用する圧力が大気圧Ｐ０になることによってバネ４を圧縮する力が解放され、移動バネ受け７はバネ力Ｆ発生させる位置Ｌから、バネ力がほぼ零のＦ０になる位置Ｈまで上昇する。その結果、弁体部材２のバネ受け部２６にはバネ４の力が殆ど作用しなくなり、封板が破れない限り弁の閉鎖状態が維持されることになる。なお、図中のＰ０、Ｆ０の矢印は圧力および力の方向を示すものであり、大きさがほぼ０であることは上記のとおりである。
【００４６】
図８は、本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
本実施例の急速開放調圧弁は、本体１ａ、弁体部材２、バネ受け８、付勢部材であるバネ４、移動受け部である移動バネ受け７などを含んで構成される。また、弁体部材２は、弁体２１と、弁体部材本体２２とからなる。本実施例の急速開放調圧弁は、図３および図４で示した実施例の急速開放調圧弁に対して、本体およびバネ受けの形状が異なっており、それ以外の部位については、同様である。なお、図３および図４で示した急速開放調圧弁と同様の部位については同じ参照符号を付し、詳細な説明は省略する。また、図７で示した弁体部材２に掛かる圧力の関係についても、図３および図４で示した急速開放調圧弁と同様である。
【００４７】
上記実施例では、本体１の上端部内周面とバネ受け８の外周面とに、それぞれ対応する螺子を切り、バネ受け８を本体１の上端部に螺嵌している。本実施例では、本体１ａの上端部外周面と、本体１ａの上端部を覆うように形成されたバネ受け８の内周面とに、それぞれ対応する螺子を切り、本体１ａの上端部をバネ受け８に螺入するようにして螺嵌する。上記実施例では、移動バネ受け７は、本体１の内周面に沿って開閉方向Ｚ１−Ｚ２に移動可能に案内される。本実施例では、バネ受け８が、その内周面に沿って移動バネ受け７を開閉方向Ｚ１−Ｚ２に移動可能に案内する。したがって、本体１ａの開閉方向長さは、本体１の開閉方向長さに比べて、少なくともバネ受け８の開閉方向厚みおよび移動バネ受け７の可動領域の開閉方向厚みの和程度、具体的には、本体１の開閉方向長さに対して１０％〜３０％程度短縮することができる。これにより、本体１ａが軽量化され、加工が容易になる。
【００４８】
また、バネ受け８と本体１ａには、バネ受け８と本体１ａとの螺合時に当接し、互いの螺子部より上部に位置するバネ受け側当接部８ａ、本体側当接部１ｂが設けられている。バネ受け側当接部８ａおよび本体側当接部１ｂは、弁体部材２の中心軸を中心とするテーパ状に形成されており、これによって、バネ受け８と本体１ａとの螺合時の軸合わせが容易になる。バネ受け側当接部８ａおよび本体側当接部のテーパ角度は６０°±２０°程度が望ましい。
【００４９】
入口ノズル部１１の外周面は、たとえば図１１に示すように急速開放調圧弁１０１として高圧の窒素ボンベ１００に装着するため、入口ノズル部１１がテーパねじとなっている。急速開放調圧弁１０１を窒素ボンベ１００に装着した状態で窒素ボンベ１００が転倒または落下することにより、入口ノズル部１１に過大な力が加わると、応力集中が生じ、入口ノズル部１１が変形してしまう問題がある。
【００５０】
これに対して以下に示す実施例では、ボンベ挿入部である入口ノズル部１１の機械的強度を上昇させる挿入部補強手段を備えている。特に、上記のように、ボンベ内に収容される収容部分とボンベ外に露出する露出部分との境界付近を含む部位に応力が集中するのでこれを補強することで、ボンベに挿入された状態での急速開放調圧弁、特に入口ノズル部１１の変形を防止することができる。
【００５１】
図９は、本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。本実施例の急速開放調圧弁は、本体１ａ、弁体部材２、バネ受け８、付勢部材であるバネ４、移動受け部である移動バネ受け７、挿入部補強手段である補強用ブッシュ１０などを含んで構成される。また、弁体部材２は、弁体２１と、弁体部材本体２２とからなる。本実施例の急速開放調圧弁は、図３、図４および図８で示した実施例の急速開放調圧弁に対して、入口ノズル部１１の形状および補強用ブッシュ１０を備えることが異なっている。なお、図３、図４および図８で示した急速開放調圧弁と同様の部位については同じ参照符号を付し、詳細な説明は省略する。また、図７で示した弁体部材２に掛かる圧力の関係についても、図３、図４および図８で示した急速開放調圧弁と同様である。
【００５２】
補強用ブッシュ１０の構造は、ボンベ内に収容される収容部分とボンベ外に露出する露出部分との境界の軸線方向両側間にわたって設けられる補強手段本体部であるブッシュ本体１０ａと、境界よりも軸線方向一方側に設けられ、ブッシュ本体１０ａに軸線方向一方側への駆動力を与えるためのねじ機構部１０ｂと、境界よりも軸線方向他方側に設けられ、ブッシュ本体１０ａが軸線方向一方側へ螺進することを阻止する螺進阻止部１０ｃとからなる。本実施例では、軸線方向一方側とはボンベ外に露出する露出部分側、すなわち急速開放調圧弁側であり、軸線方向他方側とはボンベ内に収容される収容部分側、すなわちボンベ側である。
【００５３】
より具体的な構成としては、ブッシュ本体１０ａは、円筒状に形成されている。ねじ機構部１０ｂは、入口ノズル部１１の内周部に一体に形成される内ねじ部分と、ブッシュ本体１０ａの外周部に一体に形成され、前記内ねじ部分に螺合される外ねじ部分とを有する。螺進阻止部１０ｃは、ブッシュ本体１０ａに一体に形成され、半径方向外方に突出して入口ノズル部１１に係止される。
【００５４】
補強用ブッシュ１０を装着する際は、ねじ機構部１０ｂが先に挿入される方向で、入口１１ａから挿入し、軸線まわりに回転させて螺進させる。このときブッシュ本体１０ａは螺進しようとするが、螺進阻止部１０ｃによって、ブッシュ本体１０ａの螺進が阻止される。ここで、さらに回転を与えることで、螺進阻止部１０ｃが入口ノズル部１１を、螺進方向に押さえ込む力と、ねじ機構部１０ｂがボンベ側に引っ張る力とで入口ノズル部１１が圧縮状態となる。これにより、入口ノズル部１１の機械的強度を上昇させることができる。
【００５５】
挿入部補強手段である補強用ブッシュ１０は、従来構造の急速開放調圧弁に適用してもよい。
【００５６】
図１０は、本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。本実施例の急速開放調圧弁は、本体２０１、弁体部材２０２、バネ受け２０３、バネ２０４、移動バネ受け２０７、中胴２１０、補強用ブッシュ２０などを含んで構成される。
【００５７】
本実施例の急速開放調圧弁は、図１４で示した急速開放調圧弁に対して、入口ノズル部１１に補強用ブッシュ２０を備えることが異なっている。なお、図１４で示した急速開放調圧弁と同様の部位については同じ参照符号を付し、詳細な説明は省略する。また、図７で示した弁体部材２に掛かる圧力の関係については、図３、図４、図８および図９で示した急速開放調圧弁と同様である。
【００５８】
本実施例では、補強用ブッシュ２０の構造は、ブッシュ本体２０ａ、ねじ機構部２０ｂおよび螺進阻止部２０ｃからなり、図９に示した補強用ブッシュ１０の構造と類似しているが、ねじ機構部２０ｂおよび螺進阻止部２０ｃの位置が異なっている。本実施例の急速開放調圧弁は、本体２０１と中胴２１０とが別体であるため、補強用ブッシュ２０を、入口１１ａからではなく、中胴２１０側から挿入し、軸線まわりに回転させて螺進させる。したがって、本実施例では、軸線方向一方側とはボンベ内に収容される収容部分側、すなわちボンベ側であり、軸線方向他方側とはボンベ外に露出する露出部分側、すなわち急速開放調圧弁側である。
【００５９】
補強用ブッシュ２０の方向が異なっていても、その作用効果は補強用ブッシュ１０と同様で、螺進阻止部２０ｃが入口ノズル部１１を、螺進方向に押さえ込む力と、ねじ機構部２０ｂがボンベ側に引っ張る力とで入口ノズル部１１が圧縮状態となる。これにより、入口ノズル部１１の機械的強度を上昇させることができる。
【００６０】
なお、補強用ブッシュ１０，２０の、ねじ機構部１０ｂ，２０ｂの軸線方向長さは、螺嵌することによってねじ機構部１０ｂ，２０ｂと入口ノズル部１１のねじ面の面圧として３〜５ｋｇ／ｍｍ２の力を加えることができる程度の長さであることが望ましい。ただし、長くともせん断力が発生する可能性がある境界付近までとする。また、螺進阻止部１０ｃ，２０ｃの軸線方向長さおよび半径方向外方に突出した突出部の半径方向長さは、螺嵌することによってねじ機構部１０ｂ，２０ｂと入口ノズル部１１のねじ面の面圧として３〜５ｋｇ／ｍｍ２の力を加えられたとき、螺進阻止部１０ｃ，２０ｃに発生するせん断力に十分耐え得る長さとすることが望ましい。
【００６１】
図１１は、上記の急速開放調圧弁が適用される装置の一例である窒素消火装置の概略系統を示す図である。窒素消火装置は、４０°Ｃで１５０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ程度の圧力になるまで昇圧された窒素の充填された窒素ボンベ１００、これに装着された急速開放調圧弁１０１、温度４０°Ｃで１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ程度の圧力を持つ起動用のＣＯ２ボンベ１０２、これに装着され図６Ｂの弁作動機構と同様の構造で高圧不活性ガスの代わりにソレノイドなどで作動するスターター１０３、起動ガスライン１０４、消火元ライン１０５、安全装置１０６、元弁１０７、消火区画を選択するための選択弁１０８、個別消火ライン１０９、消火区画１１０などによって構成されている。急速開放調圧弁は、開受圧面２５の面積(π／４)(ｄ42−ｄ12)と、弁座１３に当接する弁体２１の面積(π／４)ｄ32とが同じとし、たとえばＰ２＝１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇとして、式（２）に基づいて、
（π／４）〔１１０（ｄ５２−ｄ３２）〕＝Ｆ                      …（３）
の関係に設計される。ここで、ｄ５およびｄ３の単位はｃｍ、Ｆの単位はｋｇｆである。
【００６２】
以上のような構成の急速開放調圧弁は次のように作動する。急速開放調圧弁には、窒素ボンベ１００から約１５０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの入口圧力Ｐ１がかかっていて、封板５２は破られていない。したがって、式（１）において、ｄ４＝０としてＰ１（ｄ３２＋ｄ12）π／４という大きな弁閉鎖力が作用していて、弁は確実に閉じた状態になっている。この状態で、たとえば何れかの消火区画１１０で火災が発生すると、スターター１０３が操作され、ＣＯ２ボンベ１０２から起動ガスライン１０４を介して、急速開放調圧弁１０１の弁作動機構６に圧力１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ程度の作動ガスが導入される。
【００６３】
弁作動機構６では、起動ガスが外筒６１、内筒６２、カバー６３のそれぞれに開けられた導通孔を介して作動リング６４の上部に導入され、これとロッド６７との間でガス圧が発生し、作動リング６４およびこれと共に針部材６５と尖端６５ａが押し下げられ、封板５２を突き破ってこれを開き、窒素が直ちに入口１１ａから横導通穴１４、送気口５５、連絡導通穴１６、導通穴２３を介して上端部に入り、弁体部材２の開受圧面２５および移動バネ受け７の受圧面７ａに圧力Ｐ１を作用させる。一方、ｄ３およびｄ４が共に有効になって式（１）のＰ１部分が０になり、出口圧力Ｐ２も大気圧であるから、圧力による弁開閉力が殆どなくなり、バネ力Ｆによって弁体部材２が確実に押し下げられ、弁は瞬時に開く。これにより、消火元ライン１０５以下に迅速に窒素が流され、消火区画１１０内に充満して消火効果を発揮する。
【００６４】
一方、弁が開いたときに、たとえば元弁１０７や選択弁１０８が閉まっていたような場合には、消火元ライン１０５の圧力が上がり、その結果急速開放調圧弁１０１の出口１２ａの圧力が上昇する。ところが、この圧力が１１０ｋｇｆ／ｃｍ２になると、式（２）のように寸法やバネ力が決められているため出口圧力による力と弁開閉力がバランスし、圧力が１１０ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、圧力による弁閉鎖力がバネ力に勝って弁が閉鎖する。その結果、１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ以上の出口側圧力の過度の上昇が防止される。
【００６５】
以上のように、本例の急速開放調圧弁によれば、消火すべきときに急速且つ確実に弁を開いて流体を供給できると共に、出口側の圧力を所定圧力としてたとえば１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ以下に制限することができる。したがって、出口側の配管や弁等の消火系の一切のものの耐圧を従来のＣＯ２消火系の場合と同じ１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ以上に上げる必要がなくなる。その結果、設備費用の増加等を招くことなく、たとえば１５０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇという消火能力の大きい窒素消火装置を用いることが可能になる。
【００６６】
なお、窒素消火装置としては、たとえば３００ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ程度の圧力のものも使用可能である。また、本急速開放調圧弁は、窒素消火装置のほか、他の不活性ガス消火装置や高圧ガスボンベ等に広く使用できるものである。
【００６７】
また、窒素ボンベ１００の圧力が低下したときでも、窒素の出口ラインへの流出を防止することができる。なお、弁が開いて窒素が出口ラインに入った場合でも、消火系統では元弁１０７や選択弁１０８によって消火区域内への不必要な消火ガスの吹き出しは阻止されているので、危険性は全くない。また本例によれば、工場から出荷時に窒素ボンベ１００に窒素を充填する場合にも、弁の抵抗によって少しでもボンベ内の圧力が上昇すると直ちに弁が閉まるので、出口ノズル部１２を解放した状態、または僅かにキャップを被せるだけの状態で窒素を充填できるようになり、弁の取扱性を良くすることができる。
【００６８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。したがって、前述の実施形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は、請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。
【００６９】
さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【００７０】
本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）（ａ）流体の入口および出口に連通する前記流体の流路に介在される弁座を備えた本体と、
（ｂ）弁体部材であって、
（ｂ−１）前記入口に臨む一端側と、前記一端側とは反対側の他端側とを有し、前記出口に連通し閉方向の圧力を受ける閉受圧面および前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受圧面を備え、前記本体に開閉方向に移動可能に案内される弁体部材本体と、
（ｂ−２）前記入口を通じて前記弁体部材本体の前記一端側に着脱可能に装着され、前記弁座に接離して開閉動作される弁体と、からなる弁体部材と、
（ｃ）前記入口と前記他端側とを連通させる通路を規定する部分と、
（ｄ）前記弁体部材を開方向に付勢する付勢部材と、
（ｅ）前記本体内の、前記通路に連通する空間を塞ぐ受け部材と、
（ｆ）前記受け部材と前記付勢部材との間に介装され、前記開閉方向に前記本体内で移動可能に案内され、前記開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備え、前記開方向の所定位置に移動したときに前記付勢部材に付勢力を発生させる移動受け部と、
（ｇ）前記移動受け部を前記所定位置で停止させるように前記本体に設けられた位置決め部と、
（ｈ）前記通路に介在された状態で前記通路を閉鎖する封板を備えた封圧手段と、
（ｉ）作動されたときに前記封板を破って前記通路内の圧力を前記開受圧面に供給できるように形成され、前記本体に取り付けられる封圧解除手段とを有し、
（ｊ）前記弁座に着座した弁体の流体圧力を受ける受圧面積と、前記閉受圧面の受圧面積と、前記開受圧面の受圧面積と、前記付勢部材の付勢力とは、前記通路が連通し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて弁が開になると共に、前記出口の圧力が所定圧力を越えると弁を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力より大きくなって弁が閉になるような関係に定められており、
前記受け部材は、その内周面によって移動受け部の前記開閉方向の移動を案内可能に構成され、
前記本体の上端部外周面と前記受け部材の内周面とにそれぞれ対応する螺子を切り、前記受け部材が前記本体の上部に螺嵌可能に構成され、
螺合部分以外の当接部を有し、この当接部は、前記螺合部より上部の位置にテーパ状に形成されることを特徴とする急速開放調圧弁。
【００７１】
（２）（ａ）流体の入口および出口に連通する前記流体の流路に介在される弁座を備えた本体と、
（ｂ）弁体部材であって、
（ｂ−１）前記入口に臨む一端側と、前記一端側とは反対側の他端側とを有し、前記出口に連通し閉方向の圧力を受ける閉受圧面および前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受圧面を備え、前記本体に開閉方向に移動可能に案内される弁体部材本体と、
（ｂ−２）前記入口を通じて前記弁体部材本体の前記一端側に着脱可能に装着され、前記弁座に接離して開閉動作される弁体と、からなる弁体部材と、
（ｃ）前記入口と前記他端側とを連通させる通路を規定する部分と、
（ｄ）前記弁体部材を開方向に付勢する付勢部材と、
（ｅ）前記本体内の、前記通路に連通する空間を塞ぐ受け部材と、
（ｆ）前記受け部材と前記付勢部材との間に介装され、前記開閉方向に前記本体内で移動可能に案内され、前記開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備え、前記開方向の所定位置に移動したときに前記付勢部材に付勢力を発生させる移動受け部と、
（ｇ）前記移動受け部を前記所定位置で停止させるように前記本体に設けられた位置決め部と、
（ｈ）前記通路に介在された状態で前記通路を閉鎖する封圧部材を備えた封圧手段と、
（ｉ）作動されたときに前記封圧部材を開いたままに保って前記通路内の圧力を前記開受圧面に供給できるように形成され、前記本体に取り付けられる封圧解除手段とを有し、
（ｊ）前記弁座に着座した弁体の流体圧力を受ける受圧面積と、前記閉受圧面の受圧面積と、前記開受圧面の受圧面積と、前記付勢部材の付勢力とは、前記通路が連通し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて弁が開になると共に、前記出口の圧力が所定圧力を越えると弁を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力より大きくなって弁が閉になるような関係に定められており、
前記受け部材は、その内周面によって移動受け部の前記開閉方向の移動を案内可能に構成され、
前記本体の上端部外周面と前記受け部材の内周面とにそれぞれ対応する螺子を切り、前記受け部材が前記本体の上部に螺嵌可能に構成され、
螺合部分以外の当接部を有し、この当接部は、前記螺合部より上部の位置にテーパ状に形成されることを特徴とする急速開放調圧弁。
【００７２】
急速開放調圧弁を本体と、弁体部材と、受け部材と、付勢部材と、封圧手段と、封圧解除手段との組合せによって構成し、本体の入口と他端側との間を導通させる通路を弁体部材および本体に設け、その通路を封圧手段の封圧部材で封鎖し、本体の弁座に着座した弁体部の流体圧力を受ける受圧面積、弁体部材の閉受圧面の受圧面積、前記他端側に位置する開受圧面の受圧面積、および付勢部材の開付勢力を、通路の一端側と他端側とが導通し開受圧面が開方向の圧力を受けているときに出口の圧力が所定圧力を越えると弁体部を閉にする弁閉鎖力が付勢力より大きくなって弁体部が閉にされるように、本体出口の圧力が所定圧力以下になる関係に定めているので、各条件によって弁体部材は次のように開閉する。
【００７３】
まず、封圧手段が作動せず通路が封圧部材で封鎖されているときには、開受圧面が作動せず、したがって弁体部材に閉方向に作用する入口圧力の力が付勢部材の付勢力より大きくなり、弁体部材の閉鎖状態が維持される。
【００７４】
次に、封圧手段が作動すると、通路を封鎖している封圧部材が開かれて開受圧面に入口圧力がかかり、これが弁体部材入口部分の閉圧力を解除または低減し、付勢部材の付勢力を有効にして弁体部材を確実に開く。
【００７５】
さらに、この状態で出口圧力が大きくなると、閉受圧面の圧力が付勢部材の付勢力より大きくなり、弁を閉鎖し、出口圧力の一定以上の上昇を制限する。その結果、流体入口圧力が高圧であっても、出口圧力を所定圧力以下にし、配管や弁類等の耐圧をその圧力まで下げる。そして、たとえば、従来の消火システムの設計圧力に相当する出口圧力として１１０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇの値を維持し、即ち配管系等のコストを上昇させることなく、１５０ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ程度以上の高圧で消火能力の大きい窒素消火装置の採用を可能にする。
【００７６】
また、受け部材と付勢部材との間に開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備えた移動受け部を設け、これを開閉方向に移動可能に案内し、封圧が解除されると受圧面が前記圧力を受けて移動受け部を開方向の所定位置に移動させると共に、この位置で停止するように位置決め部を設けるので、開封時にはこの決められた位置で付勢部材に前記付勢力を発生させることができる。その結果、出口圧力を所定圧力以下に制御することができる。
【００７７】
一方、封圧が解除されていないときには、受圧面が圧力を受けていないので、移動受け部を所定位置に移動させる力が発生しないと共に、移動受け部は付勢部材の反力を受けて所定位置とは反対の方向に自由に移動する。その結果、付勢部材の付勢力が発生しなくなり、弁体部材は付勢部材によって開方向に付勢されなくなる。その結果、入口側の流体圧力が低下したときでも、付勢部材の付勢力による不必要な弁の開放が防止される。また、急速開放調圧弁が装着される消火ガス容器等にガスを充填するときにも、出口側を完全に閉鎖することなくガスを充填できるようになるので、装置の取扱性を向上させることができる。
【００７８】
以上のような構成の急速開放調圧弁を実現するには、図１２〜図１４に示した従来の急速開放調圧弁のように、弁座を設けた中胴が必要であった。しかし、本実施形態では、弁体が、本体の入口を通じて弁体部材本体の一端側に着脱可能に装着されるので、本体に弁座を設け、弁体部材本体を本体の上端側から、弁体を本体の入口から挿入し、弁座を挟み込むようにこれらを装着することができる。これにより、中胴が不要となり、部材点数を減らして急速開放調圧弁を小型化することができる。
【００７９】
また受け部材は、その内周面によって移動受け部の前記開閉方向の移動を案内可能に構成される。これによって、本体の開閉方向長さを短くすることができ、本体が軽量化され、加工が容易になる。
【００８０】
さらに、前記本体の上端部外周面と前記受け部材の内周面とにそれぞれ対応する螺子を切ることで、前記受け部材が前記本体の上部に螺嵌可能に構成されており、螺合部分以外の当接部を有し、この当接部は、前記螺合部より上部の位置にテーパ状に形成される。これによって、受け部材と本体との螺合時の軸合わせが容易になる。
【００８１】
（３）前記封圧部材は、封板であり、
前記封圧解除手段は、
前記封板に対向するように設けられる針部と、
流体圧力を受けることによって該針部が前記封板を貫通するように前記針部を付勢するピストン状部材と、
該ピストン状部材を付勢できるように形成された操作部とを有することを特徴とする急速開放調圧弁。
【００８２】
封圧解除手段として、封圧部材に対向するように設けられる針部を流体圧力で作動するピストン状部材に取り付け、これを操作部によって操作できるようにするので、封圧部材を流体圧力によって遠隔作動できると共に、流体圧力ラインに故障等が生じた場合でも、機側で手動操作によって封圧部材を開閉でき、装置の安全性を向上させることができる。
【００８３】
（４）前記弁体は、前記弁座と当接する当接部と、
前記当接部の変形を抑制する補強部とからなり、
前記補強部は、引張り強さが２００Ｎ/ｍｍ２以上の材料からなることを特徴とする急速開放調圧弁。
【００８４】
弁体は、弁座と当接する当接部と、当接部の変形を抑制する補強部とからなる。
弁座への圧接時に当接部は、横方向へ変形するため、変形を抑えるには、当接部の外周を所定の厚みを有する補強部で覆う必要がある。ここで、所定の厚みは、補強部材料の特性値である引張り強さによって決定される。引張り強さが大きいほど補強部の厚みを薄くすることができ、弁体を小さくすることができる。
【００８５】
（５）前記弁体の前記弁座に対向する領域の面積と前記開受圧面の面積とを同じにしたことを特徴とする急速開放調圧弁。
【００８６】
弁体の弁座に対向する領域の面積と開受圧面の面積とを同じにしているので、弁体部材の開閉力は、出口圧力と弁座の寸法と閉受圧面の寸法と付勢部材の付勢力とによって定まる。したがって弁の設計が容易になる。また、入口圧力に関係なく出口圧力を制限できるので、出口圧力の上昇時に入口側への流体の逆流を防止することができる。さらに、圧力調整に関連する部分が少なくなるため、弁の作動安定性が高くなり、確実に出口圧力を制限でき、弁の信頼性を向上させることができる。
【００８７】
（６）前記弁座に着座した弁体の流体圧力を受ける受圧面積と、前記開受圧面の受圧面積とを一定とし、かつ前記関係を保持して、前記閉受圧面の受圧面積を縮小することを特徴とする急速開放調圧弁。
【００８８】
弁座に着座した弁体の流体圧力を受ける受圧面積と、前記開受圧面の受圧面積とを一定とし、かつ前記関係を保持して、閉受圧面の受圧面積を縮小する。閉受圧面の受圧面積を縮小することにより弁閉鎖力が低下するので関係が変化してしまうが、バネ力を小さくすることで実現できる。閉受圧面の受圧面積を縮小することで、急速開放調圧弁の径を縮小し、さらに小型化することができる。また、バネ力を小さくすることで、弁体部材の変位量を大きくすることができ、流量特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を適用した急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【図２】本発明を適用した急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【図３】本例の急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
【図４】本例の急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
【図５】図３のＡ１−Ａ２断面を示す図である。
【図６Ａ】封板機構の説明図であり、封板機構の拡大断面図である。
【図６Ｂ】封板機構の説明図であり、この機構のための弁作動機構の従断面図である。
【図７Ａ】上記急速開放調圧弁の弁体部材の各部に掛かる力の関係の説明図であり、開封後の状態を示す。
【図７Ｂ】上記急速開放調圧弁の弁体部材の各部に掛かる力の関係の説明図であり、開封前の状態を示す。
【図８】本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例である急速開放調圧弁の全体構造を示す断面図である。
【図１１】急速開放調圧弁を適用できる装置である窒素消火装置の一例を示す系統図である。
【図１２】従来の急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【図１３】従来の急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【図１４】従来の急速開放調圧弁の組み立て順序を示す図である。
【図１５】図１４のＢ１−Ｂ２断面を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  本体
２  弁体部材
３  バネ受け（受け部材）
４  バネ（付勢部材）
５  封板機構（封圧手段）
６  弁作動機構（封圧解除手段）
７  移動バネ受け（受け部、移動受け部）
７ａ  受圧面
１１  入口ノズル部
１１ａ  窒素の入口（流体の入口）
１２  出口ノズル部
１２ａ  窒素の出口（流体の出口）
１３  弁座
１４  横導通穴（通路）
１５  側部導通穴（通路）
１６  連絡導通穴（通路）
１７  突出面（位置決め部）
２１  弁体
２１ａ  キャップ（補強部）
２１ｂ  当接部
２２  弁体部材本体
２３  導通穴（通路）
２４  閉受圧面
２５  開受圧面
５２  封板（封圧部材）
６４  作動リング（ピストン状部材）
６５ａ  尖端（針部）
６７  ロッド（操作部）
６８  キャップ（操作部）
６９  挟み板（操作部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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